ადამიანი ნულოვან გრავიტაციაში: რა ხდება ჩვენს სხეულში, როცა დედამიწას ვტოვებთ

კოსმოსური მოგზაურობა ხშირად ასოცირდება რომანტიკასთან, გმირულ თავგადასავლებთან და ტექნოლოგიურ ტრიუმფთან. თუმცა, როდესაც რაკეტის ძრავების ხმაური მიჩუმდება და ხომალდი ორბიტაზე გადის, იწყება სრულიად სხვა, ნაკლებად ხილული, მაგრამ დრამატული პროცესი. ეს არის ადამიანის ბიოლოგიის ბრძოლა ახალ, მისთვის სრულიად უცხო გარემოსთან.

ადამიანი მილიონობით წლის განმავლობაში ევოლუციას განიცდიდა დედამიწის გრავიტაციის პირობებში. ჩვენი ძვლები, კუნთები, სისხლძარღვები და ვესტიბულური აპარატი — ყველაფერი მორგებულია იმ ძალაზე, რომელიც მუდმივად გვექაჩება ქვემოთ. როგორც კი ეს ძალა ქრება, ორგანიზმი იწყებს რადიკალურ გარდაქმნას გადარჩენისთვის.

რა ხდება სინამდვილეში ასტრონავტის სხეულში და რა ფასს იხდის ადამიანი ვარსკვლავებისკენ სწრაფვისთვის?

მიკროგრავიტაცია: პირველი ბიოლოგიური შოკი

ტერმინი უწონადობა ხშირად ქმნის მცდარ წარმოდგენას, თითქოს სხეული უბრალოდ მსუბუქდება. სინამდვილეში, ორბიტაზე ყოფნა ნიშნავს მუდმივ ვარდნას დედამიწის გარშემო, რასაც მიკროგრავიტაცია ეწოდება.

კოსმოსში გასვლის პირველივე საათებში ადამიანის ორგანიზმი განიცდის სენსორულ ქაოსს. ვესტიბულური აპარატი — შიდა ყურში არსებული წონასწორობის სისტემა — ვეღარ არჩევს, სად არის ზევით და სად ქვევით. თვალები ხედავენ გარემოს, მაგრამ სხეული ვერ გრძნობს საყრდენს. ინფორმაციის ეს შეუსაბამობა იწვევს ე.წ. კოსმოსურ დაავადებას (Space Adaptation Syndrome), რაც გულისრევას, თავბრუსხვევასა და ორიენტაციის დაკარგვას გულისხმობს. ეს მდგომარეობა ჰგავს ზღვის დაავადებას, თუმცა მისი გამომწვევი მიზეზები უფრო კომპლექსურია და ჩვეულებრივ, რამდენიმე დღეში გაივლის, როცა ტვინი ახალ რეალობას ეგუება.

სითხის გადანაწილება და „მთვარისებრი სახე“

ერთ-ერთი ყველაზე თვალსაჩინო ცვლილება, რომელსაც ასტრონავტები განიცდიან, გარეგნობას ეხება. დედამიწაზე გრავიტაცია სისხლსა და სხვა სითხეებს მუდმივად ქვემოთ, ფეხებისკენ ქაჩავს. ჩვენი გულ-სისხლძარღვთა სისტემა ისეა მოწყობილი, რომ ამ ძალას წინააღმდეგობა გაუწიოს და სისხლი ტვინამდე აიტანოს.

კოსმოსში ეს ქვემოთ მქაჩავი ძალა ქრება. შედეგად, სხეულში არსებული სითხეები თავისუფლად ადის ზედა ნაწილში — მკერდსა და თავში. ამ ფენომენს სითხის გადანაწილებას უწოდებენ.

ვიზუალურად ეს გამოიხატება სახის შეშუპებაში, რასაც ხშირად მთვარისებრ სახეს უწოდებენ. პარალელურად, ფეხები თხელდება, რადგან იქ სითხის ნაკლებობაა (ამას ხუმრობით ჩიტის ფეხებსაც ეძახიან). ეს პროცესი მხოლოდ ესთეტიკური პრობლემა არ არის; ის ატყუებს ორგანიზმს. გული და თირკმელები აღიქვამენ, რომ სხეულში ზედმეტი სითხეა და იწყებენ მის გამოდევნას, რაც დეჰიდრატაციის რისკს ზრდის.

ძვლებისა და კუნთების ატროფია

ადამიანის საყრდენ-მამოძრავებელი სისტემა მოქმედებს პრინციპით: გამოიყენე, ან დაკარგავ. დედამიწაზე უბრალო დგომაც კი კუნთების მუშაობას მოითხოვს, რათა სხეულმა ვერტიკალური მდგომარეობა შეინარჩუნოს. კოსმოსში კი ასტრონავტს შეუძლია ერთი თითის მიდებით გადაადგილდეს მძიმე საგნებთან ერთად.

დატვირთვის გაქრობასთან ერთად, კუნთები სწრაფად იწყებენ მოდუნებას და ზომაში შემცირებას (ატროფიას). განსაკუთრებით ზარალდება ზურგისა და ფეხის კუნთები, რომლებიც გრავიტაციის პირობებში ყველაზე მეტად მუშაობენ.

კიდევ უფრო სერიოზული პრობლემაა ძვლის სიმკვრივის კარგვა. დატვირთვის გარეშე, ძვლები წყვეტენ განახლებას და კარგავენ კალციუმს. კოსმოსში ყოფნის ყოველ თვეში ასტრონავტმა შეიძლება დაკარგოს ძვლის მასის 1-დან 2 პროცენტამდე, რაც ოსტეოპოროზის დაჩქარებულ ვერსიას ჰგავს. სისხლში გამოთავისუფლებული ზედმეტი კალციუმი კი ზრდის თირკმელებში კენჭების წარმოქმნის რისკს.

სწორედ ამიტომ, საერთაშორისო კოსმოსურ სადგურზე ვარჯიში არჩევანი არ არის — ეს ვალდებულებაა. ასტრონავტები დღეში დაახლოებით ორ საათს უთმობენ სპეციალურ ტრენაჟორებზე ვარჯიშს, რათა კუნთებისა და ძვლების განლევა შეაჩერონ.

მხედველობის ცვლილება და ნერვული სისტემა

ბოლო წლებში მეცნიერებმა კიდევ ერთი უცნაური ფენომენი აღმოაჩინეს, რომელსაც SANS-ს (Spaceflight Associated Neuro-Ocular Syndrome) უწოდებენ. აღმოჩნდა, რომ ხანგრძლივი მისიების შემდეგ, ბევრ ასტრონავტს მხედველობა უარესდება.

ამის მიზეზი კვლავ სითხის გადანაწილებაა. თავის არეში სითხის დაგროვება ზრდის ქალასშიდა წნევას. ეს წნევა აწვება თვალის კაკალს უკანა მხრიდან, რაც ცვლის მის ფორმას და აზიანებს მხედველობის ნერვს. ზოგიერთ შემთხვევაში მხედველობა დედამიწაზე დაბრუნების შემდეგ აღდგება, თუმცა არის შემთხვევები, როცა ცვლილებები ნაწილობრივ რჩება.

გარდა ამისა, იცვლება ნერვული კავშირებიც. ტვინი სწავლობს ახალ რეალობას — როგორ გადაადგილდეს სხეული სივრცეში, სადაც არ არსებობს ძირს დავარდნის საშიშროება. ეს ნეიროპლასტიკურობის საოცარი მაგალითია, თუმცა დედამიწაზე დაბრუნებისას ტვინს ძველ რეჟიმზე გადაწყობა უჭირს.

ფსიქოლოგიური წნეხი და იზოლაცია

ფიზიკური ცვლილებების გარდა, კოსმოსი სერიოზულ გამოცდას უწყობს ადამიანის ფსიქიკას. ასტრონავტები ცხოვრობენ ჩაკეტილ სივრცეში, ერთსა და იმავე ადამიანებთან ერთად, ოჯახისა და მეგობრებისგან შორს.

ერთ-ერთი მთავარი პრობლემა ძილის რეჟიმის დარღვევაა. საერთაშორისო კოსმოსური სადგური დედამიწას 90 წუთში ერთხელ უვლის გარს, რაც იმას ნიშნავს, რომ ასტრონავტები 24 საათის განმავლობაში 16-ჯერ ხედავენ მზის ამოსვლასა და ჩასვლას. ცირკადული რიტმის (ბიოლოგიური საათის) ასეთი არევა ხშირად იწვევს უძილობასა და ქრონიკულ დაღლილობას.

მუდმივი მონიტორინგი, შეცდომის დაშვების შიში და ერთფეროვნება ზრდის სტრესის დონეს. ამიტომ, ფსიქოლოგიური მდგრადობა ასტრონავტების შერჩევისას ისეთივე მნიშვნელოვანი კრიტერიუმია, როგორც ფიზიკური ჯანმრთელობა.

დაბრუნება: ხელახალი ადაპტაცია

როდესაც მისია მთავრდება და ხომალდი დედამიწაზე ეშვება, სხეულისთვის ყველაზე რთული ეტაპი იწყება. გრავიტაცია, რომელიც მთელი ცხოვრება ბუნებრივი იყო, ახლა აუტანელ ტვირთად ეჩვენებათ.

დაბრუნების პირველ საათებში ასტრონავტებს უჭირთ სიარული და წონასწორობის შენარჩუნება. სისხლი, რომელიც თვეების განმავლობაში თანაბრად იყო განაწილებული, მყისიერად ჩადის ფეხებში, რამაც შეიძლება გონების დაკარგვა გამოიწვიოს. გულს ხელახლა უწევს სწავლა, თუ როგორ გადატუმბოს სისხლი გრავიტაციის წინააღმდეგ.

სრული რეაბილიტაცია კოსმოსში გატარებული დროის პროპორციულია. კუნთები და სისხლის მიმოქცევა შედარებით სწრაფად დგება ფორმაში, თუმცა ძვლის სიმკვრივის სრულად აღდგენას შესაძლოა თვეები ან წლები დასჭირდეს.

კოსმოსი ადამიანისთვის ჯერ კიდევ ექსტრემალურ გარემოდ რჩება. მიუხედავად ტექნოლოგიური პროგრესისა, ჩვენი ბიოლოგია გვახსენებს, რომ ადამიანი დედამიწის შვილია. ყოველი გაფრენა არის არა მხოლოდ მეცნიერული ექსპერიმენტი, არამედ ადამიანის სხეულის შესაძლებლობების ტესტირება, რომელიც გვასწავლის, თუ რამდენად გამძლე და ამავდროულად, რამდენად მყიფეა ჩვენი ორგანიზმი.